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트랜지스터의 역할과 원리

안녕하세요, 주식회사 #한국전자기술 입니다.

트랜지스터는 반도체 소자 중 하나로 전송하다는 뜻을 가진 Transfer과 저항을 뜻하는 Varistor의 합성어입니다. 트랜지스터를 집적한 집적회로를 ‘반도체’로 가리키기도 해요.

 

트랜지스터란?

트랜지스터란 반도체 소자 중 하나로, 전기 스위치와 전기신호 증폭 작용 역할을 하고 있습니다.

트랜지스터의 외형을 보면 총 세개의 다리를 가지고 있는데 접지 역할을 하는 E(이미터), 입력을 뜻하는 B(베이스), 출력을 뜻하는 C(콜렉터)로 이루어져 있습니다.

트랜지스터의 내부를 보면 p형 반도체와 n형 반도체가 접합되어있고 이 반도체들의 나열 순서에 따라 pnp형과 npn형 트랜지스터로 구분할 수 있어요.

이전 포스팅에서 ‘다이오드’를 다루면서 정공을 가진 p형 반도체와 전자를 가진 n형 반도체를 보았었는데요,

다이오드가 (p형 반도체 + n형 반도체)였다면 pnp형 트랜지스터는 (p형반도체 + n형반도체+p형반도체), npn형 트랜지스터는 (n형반도체 + p형반도체 + n형반도체)로 구성되어있습니다.

트랜지스터에도 다양한 종류가 있습니다.

BJT(Bipolar junction Transistor)라 불리는 접합형 트렌지스터, 최초의 트랜지스터인 FET(Field Effect Transistor), 평판 디스플레이에 활용되는 박막 트랜지스터 TFT(Thin-Film Transistor) 등이 있어요.

 

트랜지스터의 동작 원리

pnp 트랜지스터 ⓒ한국전자기술

그림을 통해 pnp 트랜지스터의 구성을 볼 수 있습니다. 이미터와 베이스 사이에 순방향 전압을 걸어주면 이미터에 있던 양공들이 컬렉터로 이동하고 n형 반도체 내의 전자는 왼쪽으로 이동하면서 왼쪽 p-n 접합 회로에 전류가 흐르게 됩니다.

즉, 베이스에 전압을 걸어줌으로써 전류를 스위칭할 수 있는 것이지요.

이때 베이스와 컬렉터 사이에 역방향 전압을 걸게 되면 컬렉터쪽의 양공이 오른쪽 n-p 접합 회로의 전압 단자에서 공급되는 전자와 결합해 더 큰 전류를 생성하게 됩니다.​

이러한 원리로 트랜지스터는 전류를 스위칭, 증폭할 수 있어요

npn 트랜지스터 ⓒ한국전자기술

npn 트랜지스터의 동작원리 또한 크게 다르지 않습니다. 이미터에서 전자가 방출되면 베이스의 양공과 결합해 전류를 흐르도록 하며(스위칭) 양공과 결합하지 못한 전자들이 컬렉터로 이동하면서 컬렉터에 큰 전류가 생성이 되는 원리(증폭)를 가지고 있어요.

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